高稳定度星上紫外LED定标电路及控制技术研究

发布时间：2017-11-21 10:04

  本文关键词：高稳定度星上紫外LED定标电路及控制技术研究

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【摘要】：目前,国际上主流的星上定标技术为太阳定标、黑体定标和灯定标,其中灯定标作为重要的技术手段,为空间遥感器的校准起到了重要作用。灯定标是指采用定标灯作为星上定标的标准源,对空间遥感器进行辐射强度的定标以及光谱的重新校正,灯定标中的定标周期与扫描周期一致,需要尽可能缩短稳定时间,提高光强稳定度,来满足空间遥感器对光谱区域和辐射灵敏度的要求。紫外LED(Light Emitting Diode)具有稳定性强、寿命长、体积小、发光效率高、功耗低、抗冲击抗振动性强等诸多优点,使LED非常适合在条件恶劣的空间环境中使用。近年来,国内在使用紫外LED用作定标灯源的技术手段仍在起步阶段,积极开展紫外LED定标技术的研究对国内相关领域的发展具有重大意义。针对一般LED驱动电路稳定时间长,稳定度不高,电流大小可调节性不强等问题,在充分研究了紫外LED的性能与驱动电路的基础上,设计了基于FPGA的数字控制电路来驱动紫外LED发光以及增量式PID闭环控制方法。通过在常温常压以及高真空变温等不同环境下的多次试验,获得了电流大小随时间变化的误差关系,以及在不同温度下紫外LED的电流大小和光照强度的对应关系。课题的创新点总结如下:1针对紫外波段的空间遥感器星上定标需求,探索采用紫外LED作为定标灯源的可行性,对星上紫外LED定标方法进行分析,以保证紫外LED光强稳定性为核心,对紫外LED的高稳定性驱动方案进行比较和研究。2采用基于FPGA的数字控制电路来驱动紫外LED发光以及增量式PID闭环控制方法。与传统的LED驱动电路相比,该系统电流输出范围大,可调性强,稳定度高。该系统可以使紫外LED在真空散热条件良好的情况下,典型电流值为200mA时10s内达到稳定,并且在测试的30分钟内不稳定度小于1‰,满足星上定标的要求。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V443.5

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本文编号：1210525